생활
핵융합 발전이 해결하려는 에너지 문제는 무엇인가요?
핵융합 발전이 해결하려는 에너지 문제는 무엇인가요?
핵융합이 대면적으로 해결하려는 화석연료 의존 문제, 온실가스 배출, 지속 가능한 에너지 공급 등의 문제에 대해 자세히 설명해주세요.
2개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 나는시바입니다.
핵융합 (Nuclear Fusion)
핵 분열이 원자가 분열할 때 감소된 질량만큼이 에너지로 치환되는 것이라고 하면
핵 융합은 가벼운 원자핵들이 융합하여 무거운 원자핵으로 바뀌는 과정으로
융합하는 과정에서 질량이 줄어들고 줄어든 질량은 에너지로 변환되는데 이를 핵융합에너지라고 부릅니다.
참고)발전 단계
1. 고진공용기 안에 중수소와 삼중수소를 주입하고 플라즈마 상태로 가열
2. 토카막의 자기력선 그물망을 이용해 플라즈마를 가둠
3. 플라즈마를 약 1억도 이상으로 가열해 핵융합반응을 발생
4. 핵융합 반응 시 일어나는 질량결손에 의한 핵융합에너지가 중성자 운동에너지로 치환
5. 중성자 운동에너지가 열에너지로 변환돼 증기를 가열, 터빈 돌려 대용량의 전기를 생산
핵융합 발전은 여러 에너지 문제를 해결할 수 있습니다마는
말씀하신 [화석연료 의존 문제, 온실가스 배출, 지속 가능한 에너지 공급]에 대해 서술하겠습니다.
●1.화석연료 의존 문제
현재 세계는 화석 연료에 의존하여 산업 혁명을 일구어 냈고 여전히 주요 동력원 및 원료로 사용되고 있습니다.
원자력 발전 및 친환경 에너지 산업 역시 많이 발전 되었지만
화석 연료 에너지는 여전히 인류에게 대단히 중요한 비중을 차지하고 있습니다.
하지만 한정적인 매장량과 매장 위치에 의해 지정학적 국제 외교가 벌어지는 것이 현실입니다.
러시아가 전쟁을 일으켜도, 중동이 독재 및 테러를 일으켜도, 독재국가가 패권 야욕을 일으켜도
여전히 인류는 화석 연료에 의존하고 있기 때문에 국가는 권력을 가집니다.
하지만 핵 융합 기술이 양산되어 대중에게 보급이 된다면 혁명이라고 부를 정도로 국제 패권의 양상이 다르게 바뀔 것입니다.
화학 원료로서의 석유 석탄 등은 여전히 절대적으로 필요하겠지만
에너지 동력원으로서의 화석 연료에 의존성이 점점 비중이 낮아지고 에너지 패권에 정치적인 힘이 빠지는 것은 자연스러워 질 것입니다.
(물론 지금 핵분열 에너지도 보급-전파가 잘 되지 않는 것으로 보아 고도의 정밀 기술이 들어갈 핵융합도 오래 걸릴 것 입니다)
결론적으로 핵 융합 기술은 화석 연료 비중을 줄이게 만들고
화석 연료를 무기 삼는 숱한 국가들 (중동, 러시아, 미국, 등등)의 정세도 달라질 수 있습니다.
●2.온실가스 배출
핵 융합은 청정 에너지로 손꼽히고 있습니다.
융합할 때 중수소와 삼중수소가 합쳐져서 헬륨과 중성자가 나오는데
이 과정에서 거의 온실가스를 배출하지 않기 때문인데요 여기에 핵분열처럼 방사성 폐기물도 나오지 않습니다.
●3.지속 가능한 에너지 공급
핵 융합에 필요한 원료는 중수소와 삼중 수소입니다. 중수소가 귀하기는 하지만
중수소는 바닷물을 전기분해하여 얻고 삼중수소는 핵융합로 내에서 리튬과 중성자를 반응시켜 얻을 수 있습니다.
바닷물은 지구 70%를 차지할만큼 많고 리튬 또한 매장량이 풍부하기 때문에
장기적으로 지속 가능한 에너지 공급을 지원할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
게다가.. 사고에 대한 위험 역시 없으니 지역 주민의 반대 여론 걱정이 없을 것입니다.
-> 정치적 이슈에서도 비교적 자유로우니 기술 도입에 장애가 없을 것입니다.
※핵융합이 사고가 없는 이유
핵분열은 이미 불안정안 핵을 이용하며, 도미노와 같은 '연쇄' 반응을 이용합니다.
반면에 핵융합은 이미 안정적인 원자핵을 합쳐서 에너지를 얻는 것으로서
연쇄 반응이 아니므로 폭발 사고 발생 위험이 전혀 없습니다.
이상입니다.
질문자님의 궁금증에 조금이나마 참고가 되기를 바라며
글을 줄이겠습니다.
안녕하세요. 배영하는 나무늘보입니다. 핵융합 발전은 화석연료 의존성을 줄이고, 온실가스 배출을 감소시키며, 지속 가능한 에너지 공급을 가능하게 합니다. 물을 연료로 사용하므로 에너지 안보가 향상되며, 탄소를 방출하지 않아 환경에 친화적입니다. 또한, 수소를 이용하므로 장기적인 에너지 공급에 안정성을 제공합니다. 답변이 도움이 되셨으면 좋겠습니다~! 👍
